JP2013221605A - Ball screw device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボールねじ装置に関する。 The present invention relates to a ball screw device.
回転運動を直線運動に変換する機械要素として用いられるボールねじ装置は、一般に、ねじ軸と、このねじ軸の外周に設けられた円筒状のナットとを有しており、ねじ軸の外周面に形成された螺旋状のボール転動溝とナットの内周面に形成された螺旋状のボール転動溝との間に複数のボールが組み込まれている。
このようなボールねじ装置は、ねじ軸の表面に付着た粉塵などの異物がナットの内部に入り込むとボールのスムーズな転がり運動が阻害されることから、ねじ軸の表面に接触させる防塵部材をナットの端面部に装着する場合が多い。
A ball screw device used as a mechanical element that converts rotational motion into linear motion generally has a screw shaft and a cylindrical nut provided on the outer periphery of the screw shaft. A plurality of balls are incorporated between the formed spiral ball rolling groove and the spiral ball rolling groove formed on the inner peripheral surface of the nut.
In such a ball screw device, if a foreign matter such as dust adhering to the surface of the screw shaft enters the inside of the nut, the smooth rolling motion of the ball is hindered. Often attached to the end face of
このような防塵部材を備えたボールねじ装置の例が、特許文献1に記載されている。このボールねじ装置は、ナットの外周面に、径方向に貫通するタップ穴が設けられ、このタップ穴に締結ねじを挿入し、防塵部材を回転方向、及び軸方向に対して固定する構造を有する。
An example of a ball screw device provided with such a dustproof member is described in
ここで、図5(a)〜(f)に示すように、特許文献1に記載された従来技術では、ナットに防塵部材を組み付ける際、以下の取り付け手順(1)〜(6)を経る。
(1)図5(a)に示すように、ナット120の端面に設けられた防塵部材挿入穴122に防塵部材140を挿入する。ここで、ナット120には、その外周面120aと内周面120bとを貫通するタップ穴121が設けられている。
(2)図5(b)に示すように、先端部にストッパー210が取り付けられたドリル200をタップ穴121に挿入して、ドリル200を用いて、防塵部材140の外周面より所定の深さまで、取付穴141を掘り込む。
Here, as shown to Fig.5 (a)-(f), in the prior art described in
(1) As shown in FIG. 5A, the
(2) As shown in FIG. 5 (b), the drill 200 with the
(3)図5(c)に示すように、ドリル200を抜き取り、さらに防塵部材140を防塵部材挿入穴122から取り外す。
(4)図5(d)に示すように、ナット120から取り外された防塵部材140に対して、エアブロウ、又は吸引し、削りカスを除去する。
(5)図5(e)に示すように、再度、防塵部材140をナット120の端面に装着し、タップ穴121に締結ねじ125を挿入し、防塵部材140をナット120に固定する。
(6)図5(f)に示すように、ノギス(又は専用ゲージ)400を用いて、締結ねじ125が防塵部材140に対して所定の深さまで挿入されていることを確認する。
(3) As shown in FIG. 5C, the drill 200 is extracted, and the
(4) As shown in FIG. 5 (d), air blow or suction is applied to the dust-
(5) As shown in FIG. 5 (e), the
(6) As shown in FIG. 5 (f), using a caliper (or a dedicated gauge) 400, it is confirmed that the
しかしながら、特許文献1に記載された従来のボールねじ装置は、ナット120にねじ孔121を設けているため、その加工に要する手間が歩留まりを低下させることがあった。特に、ねじ孔121の形成には、ナット120の肉厚の寸法が大きい場合には、雌ねじ溝加工されたタップ穴だけでなく、キリ穴を加工する必要があるため、加工に要する手間や時間にばらつきが生じるため、改善の余地があった。特に、このようなねじ孔121の加工を要するボールねじ装置にあっては、ねじ孔121の加工のタイミングがボールねじ装置への潤滑剤封入後でない場合、すなわち、ナット120に給油穴や潤滑剤封入穴が設けられていない場合、防塵部材140を挿入する前に潤滑剤をその外表面に塗布する必要がある。このような場合、ナット120に設けられたタップ穴にも潤滑剤が塗布、封入、付着することがあり、防塵部材140を締結ねじ125で固定した後や、ボールねじ装置を機台に装着、稼働中に締結ねじが緩むことがある。そうすると、防塵部材140は、ナット120の端面から外れ、ナット120の内部に異物、ゴミ、切削カスが混入し、結果として、ボールねじ装置が作動不良を起こす可能性があり、改善の余地があった。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、ナットの肉厚に関わらず防塵部材の装着を容易にすることができるボールねじ装置を提供することにある。
However, in the conventional ball screw device described in
Accordingly, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a ball screw device capable of easily mounting a dustproof member regardless of the thickness of the nut. .
上記目的を達成するための請求項1に係る発明は、ねじ軸と、該ねじ軸の外周に設けられたナットと、上記ねじ軸の外周面に形成された螺旋状のボール転動溝と上記ナットの内周面に形成された螺旋状のボール転動溝との間に設けられた複数のボールとを具備し、
上記ナットの内周面には、軸方向の端部から所定の距離を有して係合溝が周方向に形成され、
上記ナットには、上記ねじ軸と上記ナットとの間の隙間をシールする筒形状の防塵部材が取り付けられ、
上記防塵部材の外周面には、弾性変形して上記係合溝に係合して、当該防塵部材が軸方向に抜けることを防止する抜け防止係合片と、弾性変形して上記ナットの内周面に係合して、上記ナットに取り付けられた当該防塵部材の回転を防止する回転防止係合片とが周方向に並んで設けられたことを特徴としている。
The invention according to
On the inner peripheral surface of the nut, an engagement groove is formed in the circumferential direction with a predetermined distance from the axial end,
A cylindrical dustproof member that seals a gap between the screw shaft and the nut is attached to the nut,
An outer peripheral surface of the dust-proof member is elastically deformed and engaged with the engagement groove to prevent the dust-proof member from coming off in the axial direction. An anti-rotation engagement piece that engages with the peripheral surface and prevents rotation of the dust-proof member attached to the nut is provided side by side in the circumferential direction.
また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載のボールねじ装置において、上記抜け防止係合片及び回転防止係合片の少なくともいずれかが複数設けられたことを特徴としている。
また、請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載のボールねじ装置において、上記抜け防止係合片及び回転防止係合片の少なくともいずれかが長さを異ならせて複数設けられたことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the ball screw device according to the first aspect of the present invention, a plurality of at least one of the slip-off preventing engagement pieces and the rotation-preventing engagement pieces are provided.
According to a third aspect of the present invention, in the ball screw device according to the first or second aspect, at least one of the removal prevention engagement pieces and the rotation prevention engagement pieces is provided in a plurality of different lengths. It is characterized by that.
また、請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれかに記載のボールねじ装置において、上記抜け防止係合片及び回転防止係合片の少なくともいずれかが上記防塵部材の周方向に等間隔で設けられたことを特徴としている。
また、請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれかに記載のボールねじ装置において、上記防塵部材の外周面に、複数の切り欠き部が周方向に並んで設けられたことを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the ball screw device according to any one of the first to third aspects, at least one of the removal prevention engagement piece and the rotation prevention engagement piece is provided in a circumferential direction of the dustproof member. It is characterized by being provided at equal intervals.
Moreover, the invention which concerns on Claim 5 WHEREIN: In the ball screw apparatus in any one of Claims 1-4, the some notch part was provided in the outer peripheral surface of the said dust-proof member along with the circumferential direction. It is a feature.
本発明によれば、ナットの肉厚に関わらず防塵部材の装着を容易にすることができるボールねじ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ball screw apparatus which can make easy mounting | wearing of a dust-proof member irrespective of the thickness of a nut can be provided.
以下、本発明に係るボールねじ装置の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係るボールねじ装置の一実施形態における構成を示す軸方向に沿う断面図である。また、図2は、本発明に係るボールねじ装置の一実施形態における防塵部材の構成を示す図であり、(a)は右側面図、(b)は正面図、(c)は(b)の2c−2c断面面、(d)は背面図である。
Embodiments of a ball screw device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view along the axial direction showing the configuration of an embodiment of a ball screw device according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the dust-proof member in one embodiment of the ball screw device according to the present invention, where (a) is a right side view, (b) is a front view, and (c) is (b). 2c-2c cross-sectional surface, (d) is a rear view.
図1に示すように、本実施形態のボールねじ装置1は、ねじ軸10と、ナット20と、複数のボール30とを有する。
ねじ軸10は螺旋状のボール転動溝11を外周面に有しており、ねじ軸10の外周に設けられたナット20の内周面には、螺旋状のボール転動溝21がボール転動溝11と同じリードで形成されている。
ボール転動溝11,21は互いに対向しており、これらボール転動溝11,21の間に設けられた複数のボール30はねじ軸10がナット20に対して相対回転することによってボール転動溝11,21の間を転動するようになっている。そして、ボール転動溝11,21の間を転動したボール30は例えばナット20に組み付けられたボールリターンチューブ(図示せず)内を通過して元の位置に戻されるようになっている。これらボール転動溝11,21の間及びボールリターンチューブが転動路を形成している。
As shown in FIG. 1, the
The
The
[係合溝]
また、ナット20の内周面20aには、軸方向の端部から所定の距離を有して円形状の係合溝22が周方向に設けられている。係合溝22は、ナット20の両端部からそれぞれ1つずつ設けられることが好ましく、必要に応じて複数設けられる。ここで、上記所定の距離は、後述する防塵部材40の軸方向の寸法に基づいて設定される。
[Engagement groove]
Further, a
<防塵部材>
図2(a)〜(d)に示すように、防塵部材40は円筒形状をなす。防塵部材40の外周面40aには、抜け防止係合片41と回転防止係合片42とが周方向に並んで設けられている。以下、抜け防止係合片41及び回転防止係合片42を、単に係合片41,42ということがある。
<Dustproof material>
As shown in FIGS. 2A to 2D, the dustproof
[抜け防止係合片]
抜け防止係合片41は、その軸方向の長さ(防塵部材40の貫通方向に沿う長さ)d42が係合溝22の軸方向の長さd22以下の突起である(図1及び図2(c)参照)。
抜け防止係合片41は、防塵部材40の外周面40aとナット20の内周面20aとを摺接させながらナット20内に防塵部材40を取り付けた際、弾性変形して係合溝22に係合して、当該防塵部材40がナット20から軸方向に抜けることを防止する。
[Engagement prevention piece]
When the dust-
[回転防止係合片]
一方、回転防止係合片42は、その軸方向の長さ(防塵部材40の貫通方向に沿う長さ)d42が係合溝22の軸方向の長さd22よりも長い突起である(図1及び図2(c)参照)。
回転防止係合片42は、防塵部材40の外周面40aとナット20の内周面20aとを摺接させながらナット20内に防塵部材40を取り付けた際、弾性変形してナット20の内周面20aに係合して、ナット20に取り付けられた当該防塵部材40の回転を防止する。
[Anti-rotation engagement piece]
On the other hand, the
The
[係合片の設置態様]
ここで、抜け防止係合片41及び回転防止係合片42は、防塵部材40の外周面40aにそれぞれ1つずつ設けられてもよいが、抜け防止係合片41及び回転防止係合片42の少なくともいずれか一方が複数設けられることが好ましく、それぞれが複数設けられることがより好ましい。例えば、図2(b),(c)に示すように、2つの抜け防止係合片41A,41Bと、2つの回転防止係合片42A,42Bとが防塵部材40の外周面40aに配設される場合、「抜け防止係合片41Aの長さ」<「抜け防止係合片41Bの長さ」<「回転防止係合片42Aの長さ」<「回転防止係合片42Bの長さ」となるように設けられることが好ましい。
[Installation mode of engagement piece]
Here, the slip-off preventing
さらに、2つの抜け防止係合片41A、41Bと、2つの回転防止係合片42A,42Bとが防塵部材40の外周面40aに配設される場合、「抜け防止係合片41A」、「抜け防止係合片41B」、「回転防止係合片42A」、「回転防止係合片42B」の順で、長さがだんだん大きくなるように周期的に設けられることがより好ましい。
加えて、係合片41,42は、等間隔に防塵部材40の外周面40aに配設されることが好ましい。例えば、係合片41,42が、防塵部材40の外周面40aに複数等配(2等配、3等配、4等配、5等配、6等配など)されていることが好ましい。
Further, when the two
In addition, the
なお、係合片41,42は、それぞれ、防塵部材40と共に弾性を有する材料で一体に成形されることが好ましい。また、防塵部材40における係合片41,42が設けられていない側の端面側の径方向の厚みは、係合片41,42の径方向の厚みよりも大きくされる。これは、係合片41,42が弾性変形する際に、防塵部材40の係合片41,42が設けられていない側の端面側の曲げモーメントが係合片41,42における曲げモーメントよりも大きいため、当該部分の断面二次モーメントを大きくしているからである。
In addition, it is preferable that the
<防塵部材の取り付け>
次に、防塵部材40の取付手順について図3を参照して説明する。
図3は、本発明に係るボールねじ装置の一実施形態における防塵部材の取付手順を示す図であり、(a)は防塵部材をナットに装着する前の軸方向に沿う断面図、(b)は防塵部材をナットに装着した後の軸方向に沿う断面図である。
<Attaching the dustproof member>
Next, a procedure for attaching the
FIG. 3 is a view showing a procedure for attaching a dustproof member in an embodiment of the ball screw device according to the present invention, wherein (a) is a cross-sectional view along the axial direction before the dustproof member is attached to a nut, and (b). FIG. 5 is a cross-sectional view along the axial direction after the dust-proof member is attached to the nut.
図3(a),(b)に示すように、防塵部材40は、その外周面40aとナット20の内周面20aとを当接させながらナット20内に嵌合される。この際、抜け防止係合片41が弾性変形しながら係合溝22に係合されることによって、防塵部材40がナット20に固定され、防塵部材40がナット20から軸方向に抜け外れてしまうことを防ぐことができる。同時に、回転防止係合片42は、弾性変形しながら係合溝22には係合されず、ナット20の内周面20aに付勢する。このように回転防止係合片42がナット20の内周面20aに付勢することによって、防塵部材40がナット20に対して回転してしまうことを防ぐことができる。このようにして、ナット20に装着された防塵部材40は、ねじ軸10とナット20との間の隙間をシールする。これら係合片41,42は複数設けられることによって、防塵部材40の抜け防止又は回転防止をより向上させることができる。ここで、抜け防止係合片41及び回転防止係合片42が防塵部材40に設けられることによって、係合溝22の「加工時のバラツキ」及び「熱処理後の変形」等を吸収する効果がある。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the dust-
なお、本実施形態のボールねじ装置1においては、抜け防止係合片41及び回転防止係合片42をそれぞれ2つずつ設定した(図2(b)参照)が、少なくとも抜け防止係合片41及び回転防止係合片42がそれぞれ1つ以上防塵部材40に設けられていればよい。そして、ナット20に設けられた係合溝22の幅を基準として係合片41,42を規定するのではなく、係合溝22に係合するか否かで「抜け防止係合片41」か、「回転防止係合片42」かを結果的に決定するようにしてもよい。具体的には、係合溝22の幅が異なるナット20が複数あり、それらのそれぞれに防塵部材40を設置する場合、係合溝22に係合した係合片が「抜け防止係合片41」として機能し、係合溝22に係合しなかった係合片が「回転防止係合片42」として機能する。例えば、長さが4段階に亘って係合片41,42が防塵部材40に複数組設けられたとすると、係合溝22に係合した3つの係合片が「抜け防止係合片41」として機能し、係合溝22に係合しない残りの1つの係合片が「回転防止係合片42」として機能する。他方、係合溝22に係合した1つの係合片が「抜け防止係合片41」として機能し、係合溝22に係合しない残りの3つの係合片が「回転防止係合片42」として機能する。
In the
また、「抜け防止係合片41と回転防止係合片42とがランダムに設けられている態様」に比べて、「長さが異なる係合片41,42を長さの順で周期的(例えば、4つずつ6組;図2(b)参照)に設ける態様」が防塵部材40の装着時のバランスもよく、製造コストを低減できるため好ましい。
In addition, as compared with “an aspect in which the
(他の実施形態)
次に、本発明に係るボールねじ装置の他の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、循環部材の構造が前述の実施形態と異なるだけであるので、上述の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図4は、本発明に係るボールねじ装置の他の実施形態における防塵部材の構成を示す図であり、(a)は右側面図、(b)は正面図、(c)は(b)の4c−4c断面面、(d)は背面図である。
(Other embodiments)
Next, another embodiment of the ball screw device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, since this embodiment differs only in the structure of the circulation member from the above-mentioned embodiment, description is abbreviate | omitted about the same structure which attached | subjected the same code | symbol as the above-mentioned embodiment. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a dustproof member in another embodiment of the ball screw device according to the present invention, where (a) is a right side view, (b) is a front view, and (c) is a diagram of (b). 4c-4c cross section, (d) is a rear view.
図4(a)〜(d)に示すように、本実施形態のボールねじ装置1は、防塵部材40の外周面40aに、複数の切り欠き部43が周方向に並んで設けられている。これらの切り欠き部43は、係合片41,42の間に設けられることが好ましい。また、図4(a)〜(d)では、切り欠き部43は、防塵部材40において、装着するナット20に対向する対向面側に設けられているが、反対側の面に設けてもよい。
このように、防塵部材40の外周面40aに、複数の切り欠き部43が周方向に並んで設けられることによって、係合片41,42を独立して可動させることができる。したがって、ナット20に対する防塵部材40の抜け防止及び回転防止がより向上する。
As shown in FIGS. 4A to 4D, in the
Thus, the
以上説明したように、本実施形態のボールねじ装置1は、弾性変形によって防塵部材40をナット20に対して取り付け、取り外すことができるため、ナット20の肉厚に関わらず防塵部材の装着を容易にすることができる。
また、防塵部材40の外周面40aに異なる長さの係合片41,42を設けることによってナット20に対する抜け防止及び回転防止がなされ、防塵部材40をナット20に確実に固定することができる。
なお、本発明に係るボールねじ装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
As described above, since the
Further, by providing
The ball screw device according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1 ボールねじ装置
10 ねじ軸
11 ボール転動溝
20 ナット
21 ボール転動溝
22 係合溝
30 ボール
40 防塵部材
41 抜け防止係合片
42 回転防止係合片
43 切り欠き部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ナットの内周面には、軸方向の端部から所定の距離を有して係合溝が周方向に形成され、
前記ナットには、前記ねじ軸と前記ナットとの間の隙間をシールする筒形状の防塵部材が取り付けられ、
前記防塵部材の外周面には、弾性変形して前記係合溝に係合して、当該防塵部材が軸方向に抜けることを防止する抜け防止係合片と、弾性変形して前記ナットの内周面に係合して、前記ナットに取り付けられた当該防塵部材の回転を防止する回転防止係合片とが周方向に並んで設けられたことを特徴とするボールねじ装置。 A screw shaft, a nut provided on the outer periphery of the screw shaft, a spiral ball rolling groove formed on the outer peripheral surface of the screw shaft, and a spiral ball rolling formed on the inner peripheral surface of the nut A plurality of balls provided between the grooves,
On the inner peripheral surface of the nut, an engagement groove is formed in the circumferential direction with a predetermined distance from the axial end.
A cylindrical dustproof member that seals a gap between the screw shaft and the nut is attached to the nut,
An outer peripheral surface of the dust-proof member is elastically deformed to engage with the engagement groove and prevent the dust-proof member from coming off in the axial direction. A ball screw device, characterized in that a rotation prevention engagement piece that engages with a circumferential surface and prevents rotation of the dustproof member attached to the nut is provided side by side in the circumferential direction.
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